Влияние влажности на физико-механические свойства древесины

В процессе роста дерево наполняется водой из земли через корни. Так оно впитывает питательные вещества, способствующие развитию. Затем, когда ствол срубают на заготовки, часть влаги остаётся с ним. Влажность древесины не должна превышать 22%. Ниже 15% высушить естественным способом ее не получится, поскольку внешняя среда тоже питает материал жидкостью. Показатель количества влаги влияет на свойства древесины, на то, как она будет вести себя при обработке. Чрезмерное количество воды приводит к появлению плесени и гниению.

Естественная влажность

Показатель используют для определения количества воды внутри ствола сразу после спиливания или во время роста. Он определяет качество сушки древесных материалов. Естественная влажность древесины считается изначальной величиной, на основе которой начинают вести расчеты по сушке материала. Если показатель определён неверно, есть риск недосушить или пересушить пиломатериал.

Сколько процентов воды содержится в стволе определяют следующие факторы:

  • строение древесины;
  • пористость;
  • окружающая среда.

Показатели естественной влажности древесины колеблются от 30 до 80% и меняются в зависимости от типа материала. От них отталкиваются перед тем, как определить оптимальный режим сушки для достижения нужного качества сухой заготовки.

ПородаВлажность, %
ЯдраЗаболониСредняя
Береза70-9078
Дуб50-8070-8070
Ель30-40100-12091
Лиственница30-40100-12082
Осина80-10090
Сосна30-40100-12088
Ясень35-4035-4038
Пихта101
Кедр92

У лиственных пород естественная влажность древесины ниже, чем у хвойных. Это связано со строением древесины. В ели содержится до 90% влаги, в пихте в пределах 92%. Для сравнения в ясеневой древесине всего 36%. Кроме этого, на процент воды в материале влияет состояние окружающей среды. Зимой растения переходят в “спящий режим” и практически не потребляют питательных веществ из земли. Поэтому влажность в летний период намного превышает зимние показатели. Также у свежесрубленной древесины процент влаги значительно выше, чем у давних заготовок.

Задача тех, кто занимается обработкой пиломатериала — снизить влажность до минимально возможного процента. Это делается для того, чтобы заготовки обрели необходимую твердость, прочность. Износ у изделий материал которых прошел процесс сушки успешно существенно ниже.

Влажность также влияет и на размер заготовок. Чем больше усыхает материал, тем меньше по габаритам он становится. Правильная сушка должна быть организована таким образом, чтобы влага испарялась равномерно. Тогда вес и размер заготовки будет стандартным, а сам материал приобретет необходимые свойства. Новейшие способы сушки древесины снижают процент влажности до 6. Этот показатель также зависит от породы, структуры дерева, времени года.

Для строительства сильно высушенная древесина не используется, поскольку она может дать трещину. Количество воды в материале для этих целей снижается следующими способами:

  • Самостоятельное досушивание. Приобретается готовый распил естественной влажности, и раскладывается на участке штабелями. Между рядами досок делаются зазоры с помощью брусков, чтобы воздух свободно циркулировал. Опору надо ставить не реже, чем через 1,5 метра друг от друга, и материал не прогнется. Чтобы дождь или другие осадки не испортили древесину, сверху конструкцию укрывают пленкой или рубероидом. Естественную сушку лучше проводить в теплое время года. Материалы размещаются в тени, под навесом. Тонкие по ширине доски просохнут быстрее, чем толстые. Конструкция устанавливается на прокладки из хвойных веток или защитного материала.
  • Покупка готового материала. В этом случае продавец уже подготовил доски и высушил их естественным способом самостоятельно.
  • Если требуется понизить количество влаги до 15% и ниже, то применяют камерную сушку в закрытом помещении. Такие материалы будут дороже стоить, так как при обработке потребуется большая трата ресурсов. И для строительства такую древесину лучше не использовать, она может дать трещину.

Идеальное применение сухой древесины — мебель и предметы интерьера.

Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением.

Понятие влажность используется для количественной характеристики содержания воды в древесине.

Влажность – это выраженное в процентах отношение массы воды, содержащейся в образце к массе сухой древесины: W = (M — M0) / M0 * 100, где M — начальная масса образца древесины, г, а M0 — масса образца абсолютно сухой древесины, г.

Влажность может быть измерена прямыми или косвенными методами. Прямые методы основываются на выделении воды из древесины, например высушиванием. Эти методы простые, надёжные и точные, но довольно продолжительные. Этого недостатка лишены косвенные методы, которые основаны на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине (например, электропроводность). Наибольшее распространение получили кондуктометрические электровлагомеры. Но косвенные способы имеют свои недостатки: дают надёжные показания при влажности древесины в диапазоне от 7 до 30 % и лишь только в месте введения игольчатых контактов.

Вода в древесине может находиться в двух формах: в связанной или в свободной. Связанная вода находиться в клеточных стенках и удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания сильно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах, удерживается только механическими связями. Свободная вода удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.

Когда проводят испытания по определению физико-механических свойств древесины её приводят к нормализованной влажности – 12 %.

По степени влажности древесина может быть:

мокрая, W > 100%, длительное время находившаяся в воде;

свежесрубленная, W = 50-100%, сохранившая влажность растущего дерева;

воздушно-сухая, W = 15-20%, выдержанная на открытом воздухе;

комнатно-сухая, W = 8-12%, долгое время находившаяся в теплом помещении; абсолютно-сухая, W = 0, сушка проводилась при температуре t=103±2°C.

Усушка – это уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.

Усушка древесины в тангенциальном направлении в 1,5 — 2 раза больше, чем в радиальном.

Полная усушка (или максимальная усушка Bmax) — это уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.

Формула для вычисления полной усушки, %, имеет вид:

Bmax = (Аmax — Аmin) / Аmax * 100

где Аmax и Аmin — размер (объём) образца соответственно при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок и в абсолютно-сухом состоянии, мм (мм3).

Полная линейная усушка древесины распространённых отечественных пород в радиальном направлении примерно 3-7 %, в тангенциальном 8-10 %, а вдоль волокон 0,1-0,3 %. Полная объёмная усушка составляет около 11-17 %.

Усушка древесины учитывается при распиловке брёвен на доски (делаются припуски на усадку), при сушке пиломатериалов и т.д.

В результате неодинаковых изменений объёма тела при сушке возникают внутренние напряжения в древесине, не связанные с внешними нагрузками.

Полные сушильные напряжения можно рассматривать как совокупность двух составляющих — влажностных и остаточных напряжений.

Влажностные напряжения вызываются неоднородной усушкой материала. В поверхностной части доски, где влажность ниже, чем в центре, из-за стеснения свободной усушки возникают растягивающие напряжения, а внутри доски — сжимающие. Остаточные напряжения обусловлены появлением в древесине неоднородных остаточных деформаций. Остаточные напряжения в отличие от влажностных не исчезают при выравнивании влажности в доске и наблюдаются как во время сушки, так и после её полного завершения.

Если растягивающие напряжения достигают предела прочности древесины на растяжение поперёк волокон, то появляются трещины. Так появляются поверхностные трещины в начале сушки и внутренние в конце сушки.

Коробление это изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке или неправильном хранении. Коробление может происходить из-за различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Поперечная покоробленность бывает: желобчатая, трапециевидная, ромбовидная, овальная. Продольная покоробленность бывает по кромке, по пласти и крыловатость.

Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов: при несимметричном строгании, ребровом делении из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Влагопоглощение – это способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха. Влагопоглощение практически не зависит от породы. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики и снижает биостойкость. Для защиты древесины от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают лакокрасочными и плёночными материалами.

Разбухание –это увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Это — свойство, обратное усушке, и подчиняется, в основном, тем же закономерностям. Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее — вдоль волокон.

Разбухание — отрицательное свойство древесины, но в некоторых случаях оно приносит пользу, обеспечивая плотность соединений (в бочках, чанах, судах, топорищах).

Водопоглощение – это способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с капельножидкой водой. Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды и наибольшего количества свободной воды. Количество свободной воды зависит от объёма полостей в древесине, поэтому, чем больше плотность древесины, тем меньше её влажность, характеризующая максимальное водопоглощение.

Способность древесины поглощать воду, а также другие жидкости важна в процессах варки древесины для получения целлюлозы, при пропитке её растворами антисептиков и антипиринов, при сплаве леса.

Плотность. Это свойство характеризуется массой единицы объёма материала, и имеет размерность в кг/м3 или г/см3.

а) Плотность древесинного вещества Рд.в., г/см, т.е. плотность материала клеточных стенок, равна: Рд.в. = Мд.в. / Vд.в., где Mд.в. и Vд.в. — соответственно масса, г, и объем, см3, древесинного вещества.

Этот показатель равен для всех пород 1,53 г/см3, поскольку одинаков химический состав клеточных стенок древесины.

б) Плотность абсолютно сухой древесины P0 равна: P0 = M0 / V0, где M0, V0 — соответственно масса и объём древесины при W=0%.

Плотность древесины меньше плотности древесинного вещества, так как учитываются пустоты (полости клеток и межклеточные пространства, заполненные воздухом).

Относительный объём полостей, заполненных воздухом, характеризует пористость древесины П: П = (V0 — Vд.в.) / V0 * 100, где V0 и Vд.в. — соответственно объём образца и содержащегося в нём древесинного вещества при W=0%. Пористость древесины колеблется в пределах от 40 до 80%.

в) Плотность влажной древесины: Pw = Mw / Vw, где Mw и Vw — соответственно масса и объём древесины при влажности W. Плотность древесины зависит от её влажности. При влажности W меньше Wпн плотность изменяется незначительно, а при увеличении влажности выше Wпн наблюдается значительный рост плотности древесины.

г) Парциальная влажность древесины P`w характеризует содержание (массу) сухой древесины в единице объёма влажной древесины: P`w = M0 / Vw, где M0 — масса абсолютно сухой древесины, г или кг; Vw — объем, см3 или м3, древесины при данной влажности W.

д) Базисная плотность древесины выражается отношением массы абсолютно сухого образца M0 к его объёму при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок Vmax: Pб = M0 / Vmax. Этот основной показатель плотности, который не зависит от влажности, широко используется для оценки качества сырья в деревообработке, целлюлозно-бумажной промышленности и в других случаях.

Величина плотности древесины изменяется в очень широких пределах. Среди пород России и ближнего зарубежья древесину с очень малой плотностью имеет пихта сибирская (345), ива белая (415), а наиболее плотную — самшит (1040), ядро фисташки (1100). Диапазон изменения плотности древесины иностранных пород шире: от 100-130 (бальза) до 1300 (бакаут). Значения плотности здесь и ниже даны в килограммах на метр кубический (кг/м3).

По плотности древесины при 12% влажности породы делятся на 3 группы:

малая плотность Р12 < 540,

средняя плотность 550 < P12 < 740,

высокая плотность P12 > 740.

Проницаемость – это способность древесины пропускать жидкости или газы под давлением.

Водопроницаемость древесины вдоль волокон значительно больше, чем поперёк волокон, при этом у древесины лиственных пород она в несколько раз больше, чем у хвойных.

Равновесная влажность

Чтобы пиломатериал хранился продолжительное время и не сгнил, его необходимо правильно высушить. Для проведения процедуры понадобится показатель равновесной влажности древесины. Он достигается путем длительного нахождения пиломатериалов в определенной внешней среде. При изменении внешних условий меняется и равновесная влажность.

Равновесная влажность древесины при различном температурно-влажностном режиме зимовников
МесяцВо внешней средеВ зимовниках
Температура воздуха, СВлажность воздуха, %Равновесная влажность древесины, %Температура воздуха, СВлажность воздуха, %Равновесная влажность древесины, %
Апрель8,85911,45,97915,7
Май17,0499,38,38616,7
Июнь20,65310,010,59221,0
Июль18,05410,312,49020,9
Август16,46913,111,68719,5
Сентябрь14,37213,011,88416,1
Октябрь6,3639,05,96811,6
Ноябрь-4,18517,4-4,16510,6

Избыточное количество влаги в породе негативно влияет на состояние готового изделия и портит заготовки. Пиломатериал под воздействием воды плесневеет, в нем заводится грибок. Древесина по структуре пористая и впитывает влагу легко. Также легко от нее и избавляется, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. В результате при неправильных расчетах показателя, некоторые участки деревянного строения могут начать выпирать со временем или осесть. А потом, под воздействием внешней среды вновь сгладятся.

Степень влажность у хвойных и лиственных пород отличается. Для четкой сортировки пиломатериала его разделяют на 3 степени по процентному соотношению воды в составе:

  • Сырая древесина. Содержит более 35% влаги.
  • Полусухая. В диапазоне от 25 до 35%.
  • Сухая. Менее 25%.

Далее представлена таблица равновесной влажности древесины в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха:

t, СОтносительная влажность воздуха, %
3540455055606570758085909598
0 до 57,17,98,79,5 10,411,312,413,514,916,518,521,024,326,9
107,1 7,98,79,510,311,212,313,414,816,418,420,924,226,8
157,07,88,69,410,211,112,113,314,616,218,220,724,126,8
206,97,78,59,210,111,012,013,114,41617,920,523,926
256,87,68,39,19,910,811,712,914,215,717,720,223,626,3
326,77,48,18,99,710,511,512,613,615,117,019,522,925,6
406,57,27,98,79,510,311,212,313,615,117,019,522,925,6
456,37,07,78,49,210,011,01213,214,716,619,122,424,7
506,16,87,58,28,99,710,611,712,914,416,218,622,024,7
555,96,67,27,98,79,410,311,312,514,015,818,221,524,2
605,76,37,07,78,49,110,011,012,113,615,317,721,023,7

При естественной сушке показатель снижается до 30%. При этом меняются габариты и масса материала. Для ускорения процесса применяются технологии, позволяющие в короткий период снизить его до 7-18%.

Влияние структуры древесины на ее свойства

Строение волокна оказывает прямое влияние на характеристики пиломатериалов. Специалистами отмечается прямая зависимость плотности и твердости. Она не прямо пропорциональна, но заметна. Популярность хвойных пород обусловлена оптимальными характеристиками, идеально подходящими под решение тех задач, для которых используется. Они обладают небольшим весом, достаточной прочностью. Легки они в обработке даже для простых домашних мастеров. Ценные породы требуют особых навыков в работе и профессионального инструмента.

Большое влияние на свойства имеет влажность древесины. В сухом состоянии она тяжелее обрабатывается. По этой причине первичную разделку выполняют пока лес влажный. Некоторые технологические операции требуют принудительного увлажнения. Такая практика используется на крупных деревообрабатывающих предприятиях в целях ускорения процесса. К тому же принудительная сушка проводится намного быстрее, если заготовка не крупная. Оптимальным считается удаление влаги из досок. Операция достаточно короткая по времени и не приводит к сильному короблению пиломатериала, как было бы, если в камеру сушки помещались бы рейки и брус.

Свободная и связанная влага

Когда дерево срублено и лежит на складе, влага по стволу распределяется равномерно. Прежде чем это произойдет должен пройти достаточно большой промежуток времени. Сразу после спила влажность повышена, достигает в среднем 60%. Влага внутри ствола делится на:

  • гигроскопическую (свободную), которая задерживается в волокнах;
  • капиллярную (связанную), содержащуюся в клетках растения.

В процессе сушки из ствола выходит только свободная влага. Капиллярная остается. Ее в древесине всего примерно 23%. Если пиломатериал срубили недавно, то влажность будет распределяться неравномерно по длине ствола. Самый высокий процент наблюдается в комлевой части, чем ближе к верхушке, тем процент становится ниже. Еще есть зависимость количества влаги в древесине у некоторых пород от близости к ядру. У одних она повышается при приближении к сердцевине, у других, наоборот, понижается.

Таблица показателей влажности пиломатериала:

Тип древесиныПоказатель влажности, %Комментарий
МокраяВыше 100Приобретается, если материал долго пролежит в воде.
Свежесрубленная50-100Дерево свалили недавно
Воздушно-сухая15-20Характерна для материала, который долго хранился на воздухе.
Камерной сушки8-12Пиломатериал продолжительное время находится в отапливаемом помещении
Абсолютно сухая0Древесина высушивается в специальной машине

Когда вода распределяется равномерно по всей структуре древесины и не превышает показатель 15 % — это называется стандартная влажность. В таком состоянии заготовку можно использовать для обработки и подготовки к работам (отделочным, строительным). Материал хорошо хранится, но восприимчив к погодным условиям, при выпадении осадков может промокнуть и показатель количества влаги изменится.

Для производства качественной древесины необходимо использовать оба понятия (стандартной и равновесной влажности). Надо понимать, что при эксплуатации готового изделия на улице, под воздействием разных температурных режимов, ее свойства могут меняться. Поэтому изделие необходимо защитить пропиткой.

Значение влажности в сфере строительства и ремонта

Показатели влажности влияют на целый ряд эксплуатационных особенностей пиломатериалов:

  • усушка и коробление древесины;
  • способность противостоять перепадам температуры;
  • защита от насекомых, грибков, плесени и прочих биологических факторов;
  • долговечность;
  • эстетические характеристики;
  • теплоизоляционные свойства.

Важно учитывать этот параметр при выборе оптимального материла для выполнения того или иного вида работ. Ошибки чреваты неприятными последствиями как на этапе строительства, так и в процессе последующей эксплуатации.

Точка насыщения волокон древесины

Это показатель равновесной влажности, при котором свободная влага из древесины уже испарилась, а капиллярная осталась. Процент влажности в точке насыщения колеблется от 23 до 30. Зависит от породы древесины, внешних условий. Если показатель наличия влаги опустить ниже этой точки, то процесс сушки замедлится, материал начнет усыхать, смещаться, оседать. При естественном процессе сушки, верхние слои материала быстрее отдают свободную влагу и начинают отдавать связанную. В результате свойства заготовки меняются. Этот процесс вносит трудности в процесс сушки.

ПородаКоэфициент усушки (Ку) и разбухания (Кр) в направлениях
ОбъемномРадиальномТангенциальном
КуКрКуКрКуКр
Лиственница0,520,610,190,200,350,39
Сосна0,440,510,170,180,280,31
Кедр0,370,420,120,120,260,28
Береза0,540,640,260,280,310,34
Бук0,470,550,170,180,320,35
Ясень0,450,520,180,190,280,35
Дуб0,430,500,180,190,270,29
Осина0,410,470,140,150,280,30

После достижения точки насыщения волокон, дальнейшее намокание и просушка заготовки уже не несет такого значения, как прежде.

На что влияет плотность древесины?

Мы уже упомянули, что более плотные породы сложнее обрабатываются, особенно ручными инструментами. Даже металл постепенно сдается после попыток разорвать структурные связи древесных волокон, поэтому режущую кромку приходится так часто затачивать. На это также влияет твердость, которая имеет прямую взаимосвязь с плотностью.

Твердые и плотные породы уместно обрабатывать инструментами с электроприводом (бормашинками, граверами), чтобы значительно ускорить и упростить процесс

Более твердые породы лучше выдерживают нагрузки и сопротивляются повреждениям, однако, как правило, хуже сгибаются и менее упругие.

Твердость определяется разными методами, самые распространенные из которых – это тесты Бринелля, Роквелла, Монин и Янка. Суть их сводится к вдавливанию предмета из металла или других прочных материалов в поверхность доски и высчитыванию коэффициента из размера образовавшейся лунки или силы, которая была приложена для этой манипуляции. Не важно каким из методов определена твердость, главное при сравнении пород ориентироваться на показатели одного и того же тестирования. Впрочем, каноничных значений все равно быть не может, так как невозможно получить абсолютно идентичные по структуре бруски, поэтому всегда есть некоторая погрешность и отличающиеся данные в разных источниках. Также важно понимать, что измерения тангенциального, радиального и торцевого куска дерева дадут разные показатели.

Так выглядит аппарат для проведения теста Янка:

Плотность древесины также влияет на ее способность к впитыванию. Рыхлый и пористый брусок стремительно впитывает влагу из воздуха и разбухает, но зато и лучше принимает защитные масла и пропитки.

Абсолютная влажность древесины

Физическая величина, которая отображает количество влаги заготовки по отношению к количеству влаги в совершенно сухом материале. Показатель абсолютной влажности древесины при расчетах обозначают знаком — W. Влажность совершенно сухой древесины считается равной 0%. Высчитывается эта величина для расчета параметров стройматериалов. В процессе сушки вес пиломатериала постоянно уменьшается. Если влажность в атмосфере повысилась — показатель начнет расти. Этот процесс затормаживается, когда достигается точка насыщения волокон. В это время вес заготовки перестанет падать. Это состояние называется абсолютно сухим, его показатель считается идеальным и берется за основу при других расчетах.

Формула абсолютной влажности:

W = (mc-mo)/mo× 100

где mс и mo

— это масса влажной свежесрубленной
(mc)
и масса сухой
(mo)
заготовки.

По ГОСТу это понятие трактуется как просто влажность. Иногда, при расчетах возникают ошибки, поскольку учитывается абсолютно сухая масса древесины, неполный вес.

Порода древесиныПлотность кг/м3Коэфициент усушки (числитель) и разбухания (знаменатель), %
при 12 %-ной влажностив абсолютно сухом состоянииусловнаяобъемныхрадиальныхтангенциальных
береза6306005000,54/0,560,26/0,280,31/0,34
бук6706405300,47/0,550,17/0,180,32/0,35
дуб6906505500,43/0,500,18/0,190,27/0,29
ель4454203600,43/0,500,16/0,170,28/0,31
липа4954704000,49/0,580,22/0,230,30/0,33
лиственница6606305200,52/0,610,19/0,200,35/0,39
ольха5204904200,43/0,490,16/0,170,28/0,30
осина4954704000,41/0,470,14/0,150,28/0,30
пихта карказская4354103500,46/0,540,17/0,180,31/0,34
пихта сибирская3753503000,39/0,44 0,11/0,110,28/0,31
сосна кедровая4354103500,37/0,420,12/0,120,26/0,28
сосна обыкновенная5004704000,44/0,510,17/0,180,28/0,31

Показатель выражается в процентах и посчитать его можно следующими способами:

  • исходя их влажной и сухой массы заготовки;
  • пользуясь данными о количестве влаги в граммах и весе заготовки.

Чтобы расчет оказался верным, требуется произвести практические манипуляции.

  1. От заготовки отрезается образец пиломатериала.
  2. Свежеспиленный образец взвешивается, данные фиксируются.
  3. Далее, он высушивается до абсолютно сухого состояния и взвешивается повторно.
  4. Фиксируется фактическая разница между двумя показателями. Так получается масса воды внутри образца.

Далее, по формуле:

W = mв/mо × 100

где

— масса воды, а

— масса образца в обычном состоянии, высчитывается относительная влажность.

Так можно определить процент влаги по отношению ко всей массе имеющихся пиломатериалов.

Хвойные породы

Самые популярные виды древесины этой категории это ель, сосна, кедр, лиственница. Определены области применения отдельных пород, где они проявляют свои качества в лучшем виде. К самым тяжелым хвойным породам относится лиственница. Плотность материала 580 кг/м3. Ценится за прочность и способность противостоять влаге. Самая легкая порода это кедровая древесина. Плотность — 420 кг/м3. Отличается приятным ароматом, считающимся лечебным, поэтому часто из нее делают домашнюю утварь и мебель. Плотность ели несколько выше — 430 кг/м3. Используется как для силовых строительных конструкций, так и в качестве отделочного материала. Самым востребованным на рынке материалом является сосна, плотность древесины которой при разной влажности может колебаться от 500 до 800 кг/м3. Объемы продаж хвойных пород существенно превышают аналогичный показатель по лиственным видам леса.

Влажность пород древесины

От породы дерева зависит реакция пиломатериала на атмосферные явления, способность впитывать влагу и испарять ее. Одни деревья более устойчивы к влаге, другие абсолютно не переносят влажного климата и обработки при помощи воды, третьи быстро наполняются и легко сушатся.

Порода древесиныУдельный вес (плотность древесины в т./м3)
ВлажностьСвеж.70 %25 %15 %10 %
Сосна0,820,720,540,510,47
Ель0,760,640,470,450,42
Береза0,870,890,670,640,60
Осина0,760,710,530,500,47
Ольха0,810,750,550,530,49
Дуб0,990,990,740,720,67
Лиственница0,940,930,700,670,63
Клен1,050,990,740,700,68
Липа0,750,710,540,500,49
Пихта сибирская0,680,540,400,380,35
Пихта кавказская0,720,620,460,440,41
Кедр0,760,620,460,440,41
Бук0,920,890,710,680,64
Вяз0,940,880,690,660,61
Ясень0,960,930,730,690,64
Граб1,061,130,840,810,67

Менее всех подвержены изменениям при влажном климате дуб и мербау. Бук и груша впитывают воду активно и также легко высушиваются. Теми же свойствами обладает кемпас.

Те рыхлые по структуре деревья, которые легко сушатся, могут быстро пересушиться и тогда на них появятся трещины, сколы. Плотные породы, менее подверженные воздействию влаги, не меняют своих свойств под воздействием воды. У хвойных пород изначально древесина более влажная, чем у лиственных. Причем показатель растет ближе к центральной части ствола, а у лиственных деревьев по всему стволу одинаковые проценты.

В некоторых столярных работах используют воду, чтобы придать материалу необходимую форму. Это называется столярной влажностью, и ее показатель колеблется в пределах 6-8%. При таких условиях материал проще точить, резать, шлифовать и пр. Сухая древесина проще склеивается, не подвержена загниванию, слабо коробится.

Если материал изначально мокрый или свежесрубленный с высоким процентом влаги, его необходимо немного подсушить перед транспортировкой, иначе он просто может не доехать до пункта назначения. Транспортная влажность пиломатериалов составляет 18-20%. Перед тем как погрузить такой пиломатериал и отправить транспортом, его вылеживают на улице примерно 2,5 месяца. Для ускорения процесса были придуманы специальные сушильные камеры, и сушка сократилась до 5 дней. После достижения необходимых показателей древесина становится устойчивой к атмосферным проявлениям и сохраняет свои габариты до прибытия на дальнейшую обработку.

Преимущества сибирской лиственницы

Ученые определили, что существует связь между показателями присутствия влаги в волокнах древесины и продуктивностью самого растения. Соотношение этих двух параметров определяет коэффициент водопотребления. Так некоторые породы расходуют больше влаги для создания органической массы, чем другие. Достаточно сравнить показатели водопотребления, чтобы понять, какая древесина более влажная и требует дополнительной обработки при производстве пиломатериалов.

Дуб расходует 340 кг воды для создания 1 кг продукции фотосинтеза, сосна — 300, а сибирская лиственница всего 260. Эта особенность делает древесину лиственницы максимально сухой при заготовке и устойчивой к воздействию влаги при эксплуатации. В процессе старения материалы из этого уникального дерева приобретают гидроизоляционные свойства.

Способы определения степени влажности

Методы, с помощью которых можно измерить влажность древесины, зависят от типа материала и атмосферной среды. Для каждой породы определены собственные стандарты измерения.

Основными способами определения степени считаются весовой и электронный. Между собой показатели могут незначительно отличаться, но разница несущественная.

Способ 1. Весовой

Чтобы померить количество влаги в образце потребуется пила, доска, линейка и точные весы.

Этапы:

  1. С середины доски берется пробный образец древесины. Для этого при помощи пилы отрезается кусок небольшого размера 1-2 см шириной. Важно: образец берется из средней части доски, в центре концентрация влаги оптимальна. По краям пиломатериал обычно суше, так как влага испаряется оттуда в самом начале сушки.
  2. Образец очищается от коры или других лишних элементов и измеряется на весах. Полученный результат записывается. Например, значение М0 будет указывать на изначальную массу образца.
  3. Образец отправляют в специальный сушильный аппарат под воздействие нагрева до 100 градусов по Цельсию. Там брусок высушивается до абсолютно сухого состояния.
  4. Следующее контрольное взвешивание проводится спустя 5 часов. Значение массы образца записывается как М1. Последующие весовые показатели снимаются с перерывом в два часа.
  5. Сушить образец необходимо до тех пор, пока цифра на весах не начнет показывать одно и то же значение. Значит, результат достигнут и образец стал совершенно сухим. Последний показатель обозначается как МС.
  6. При помощи формулы:
  7. W = (М0 — МС):(МС × 100%)

    где W

    — искомая влажность,
    М0
    — первый вес,
    МС
    — последний вес.

    Чтобы получить достоверный результат рекомендуется провести процедуру с несколькими пробами.

Лиственные породы

В отличие от хвойных пород эта категория реже применяется в строительстве. Преимуществом лиственных видов древесины считается высокая прочность и декоративные качества. Видов очень много. Это и отечественные породы дуб, ясень, береза и другие. Сегодня часто можно встретить и экзотические виды, произрастающие в Азии, Австралии и Америке. Практическое применение лиственных пород в строительстве ограничено их дороговизной и сложностью обработки. Можно выделить два вида, которые охотно используются в этой области. Это осиновые и березовые пиломатериалы. К мягким видам лиственных пород относят липу. Ценится она за равномерную структуру и легкость обработки. По этой причине ее часто используют для резных элементов отделки и мебели.

Особое место на рынке занимает дуб. Прочный, долговечный и очень красивый материал. Практическое значение имеет удельный вес дуба. Средняя плотность породы 700 кг/м3, то есть в полтора раза больше чем у сосны при аналогичных показателях влажности. Однако прочность его выше примерно в два раза. Степень рыхлости сосны, ели и других хвойных пород выше, поэтому мебель, полы и элементы декоративной отделки предпочтительнее делать из дуба и родственных ему пород.

Определение веса древесины естественной влажности

Вес древесины потребителю необходимо знать для:

  • Перевозки приобретенного сырья – выбора транспорта и оплаты доставки.
  • Определения веса готовой конструкции – монтаж фундамента и установка перекрытий.
  • Определения места хранения материала.

Вычислить вес покупаемого вами материала очень легко. Для этого потребуется определить по таблице удельный вес конкретной древесины и умножить на количество кубов приобретенного материала.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]